spring IOC源码分析（1）

时间：2022-12-19 20:29:02

1.何谓Spring IOC

何谓Spring IOC？书上谓之“依赖注入”，那何谓“依赖注入”？

作为一个Java程序猿，应该遇到过这样的问题，当你在代码中需要使用某个类提供的功能时，你首先需要new一个对象，给它传递必要的参数，然后才能使用它提供的功能，最后释放对象占用的内存，当然了这个在Java不需要你自己去干了。这也就是说你需要自己去管理变量的整个生命周期，这在大型项目中是很糟糕的。现在好了，有了Spring IOC，这些事情都不需要你去做，你只需要告诉Spring你需要的变量实例，配置其对应关系，Spring就可以讲你依赖的实例注入到你的变量中。

举个现实的例子，在以前大家找对象都是自己去找，自己去处的，现在不一样了，很多人都通过相亲了，这就有了相亲机构，其实这里相亲机构就是一个Spring IOC容器，你想要找对象，然后你就去找相亲机构，在它那里注个册，告诉它你的要求，比如说高矮胖瘦等等，这个时候，相亲机构就从已经在它那注册了的所有女生中（注：这个时候，你跟那些女生都是相亲机构管理的bean对象）找到符合你要求的女生，最后给到你，让你们自己去折腾了……，这也就是所谓的“依赖注入”，也就是Spring IOC的精髓所在。

2 Spring IOC体系结构

Bean工厂

SpringBean的创建是典型的工厂模式，这一系列的Bean工厂，也即IOC容器为开发者管理对象间的依赖关系提供了很多便利和基础服务，在Spring中有许多的IOC容器的实现供用户选择和使用，其相互关系如下：

spring IOC源码分析（1）

其中BeanFactory作为最顶层的一个接口类，它定义了IOC容器的基本功能规范，BeanFactory 有三个子类：ListableBeanFactory、HierarchicalBeanFactory 和AutowireCapableBeanFactory。但是从上图中我们可以发现最终的默认实现类是 DefaultListableBeanFactory，他实现了所有的接口。那为何要定义这么多层次的接口呢？查阅这些接口的源码和说明发现，每个接口都有他使用的场合，它主要是为了区分在 Spring 内部在操作过程中对象的传递和转化过程中，对对象的数据访问所做的限制。例如 ListableBeanFactory 接口表示这些 Bean 是可列表的，而 HierarchicalBeanFactory 表示的是这些 Bean 是有继承关系的，也就是每个Bean 有可能有父 Bean。AutowireCapableBeanFactory 接口定义 Bean 的自动装配规则。这四个接口共同定义了 Bean 的集合、Bean 之间的关系、以及 Bean 行为。

Bean的表示

SpringIOC容器管理了我们定义的各种Bean对象及其相互的关系，Bean对象在Spring实现中是以BeanDefinition来描述的，其继承体系如下：

spring IOC源码分析（1）

Bean 的解析过程非常复杂，功能被分的很细，因为这里需要被扩展的地方很多，必须保证有足够的灵活性，以应对可能的变化。Bean 的解析主要就是对 Spring 配置文件的解析。这个解析过程主要通过下图中的类完成：

spring IOC源码分析（1）

       2. 最基本的IOC容器接口：

       

  1. 1.  public interface BeanFactory {
  2. 2.
  3. 3.  //这里是对FactoryBean的转义定义，因为如果使用bean的名字检索FactoryBean得到的对象是工厂生成的对象，
  4. 4.  //如果需要得到工厂本身，需要转义
  5. 5.      String FACTORY_BEAN_PREFIX = "&";
  6. 6.
  7. 7.
  8. 8.  //这里根据bean的名字，在IOC容器中得到bean实例，这个IOC容器就是一个大的抽象工厂。
  9. 9.      Object getBean(String name) throws BeansException;
  10. 10.
  11. 11. //这里根据bean的名字和Class类型来得到bean实例，和上面的方法不同在于它会抛出异常：如果根据名字取得的bean实例的Class类型和需要的不同的话。
  12. 12.     Object getBean(String name, Class requiredType) throws BeansException;
  13. 13.
  14. 14. //这里提供对bean的检索，看看是否在IOC容器有这个名字的bean
  15. 15.     boolean containsBean(String name);
  16. 16.
  17. 17.     //这里根据bean名字得到bean实例，并同时判断这个bean是不是单件
  18. 18.     boolean isSingleton(String name) throws NoSuchBeanDefinitionException;
  19. 19.
  20. 20.     //这里对得到bean实例的Class类型
  21. 21.     Class getType(String name) throws NoSuchBeanDefinitionException;
  22. 22.
  23. 23.     //这里得到bean的别名，如果根据别名检索，那么其原名也会被检索出来
  24. 24.     String[] getAliases(String name);
  25. 25.
  26. 26. }

在BeanFactory里只对IOC容器的基本行为作了定义，根本不关心你的bean是如何定义怎样加载的。正如我们只关心工厂里得到什么的产品对象，至于工厂是怎么生产这些对象的，这个基本的接口不关心。

而要知道工厂是如何产生对象的，我们需要看具体的IOC容器实现，spring提供了许多IOC容器的实现。比如XmlBeanFactory，ClasspathXmlApplicationContext等。

3.    IoC容器的初始化

IoC容器的初始化包括BeanDefinition的Resource定位、载入和注册这三个基本的过程。我们以ApplicationContext为例讲解，ApplicationContext系列容器也许是我们最熟悉的，因为web项目中使用的XmlWebApplicationContext就属于这个继承体系，还有ClasspathXmlApplicationContext等，其继承体系如下图所示：

spring IOC源码分析（1）

ApplicationContext允许上下文嵌套，通过保持父上下文可以维持一个上下文体系。对于bean的查找可以在这个上下文体系中发生，首先检查当前上下文，其次是父上下文，逐级向上，这样为不同的Spring应用提供了一个共享的bean定义环境。

从ApplicationContext接口的实现，我们看出其特点：

1.  支持信息源，可以实现国际化。（实现MessageSource接口）

2.  访问资源。(实现ResourcePatternResolver接口，这个后面要讲)

3.  支持应用事件。(实现ApplicationEventPublisher接口)

我们看ClassPathXmlApplicationContext是如何建立IOC容器，先看其构造函数：

  1. public ClassPathXmlApplicationContext(String[] configLocations, boolean refresh, ApplicationContext parent)
  2. throws BeansException {
  3. super(parent);
  4. setConfigLocations(configLocations);
  5. if (refresh) {
  6. refresh();
  7. }
  8. }

refresh的模板是在AbstractApplicationContext中：

  1. public void refresh() throws BeansException, IllegalStateException {
  2. synchronized (this.startupShutdownMonitor) {
  3. // Prepare this context for refreshing.
  4. prepareRefresh();
  5. // Tell the subclass to refresh the internal bean factory.
  6. ConfigurableListableBeanFactory beanFactory = obtainFreshBeanFactory();
  7. // Prepare the bean factory for use in this context.
  8. prepareBeanFactory(beanFactory);
  9. try {
  10. // Allows post-processing of the bean factory in context subclasses.
  11. postProcessBeanFactory(beanFactory);
  12. // Invoke factory processors registered as beans in the context.
  13. invokeBeanFactoryPostProcessors(beanFactory);
  14. // Register bean processors that intercept bean creation.
  15. registerBeanPostProcessors(beanFactory);
  16. // Initialize message source for this context.
  17. initMessageSource();
  18. // Initialize event multicaster for this context.
  19. initApplicationEventMulticaster();
  20. // Initialize other special beans in specific context subclasses.
  21. onRefresh();
  22. // Check for listener beans and register them.
  23. registerListeners();
  24. // Instantiate all remaining (non-lazy-init) singletons.
  25. finishBeanFactoryInitialization(beanFactory);
  26. // Last step: publish corresponding event.
  27. finishRefresh();
  28. }
  29. ……

这里是我们分析的入口，其完成了整个的bean初始化过程。

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